工业光储微电网的虚拟同步控制技术
发布时间：2021-01-18 09:47
随着分布式光伏、风力系统发电日益广泛的应用,其并网稳定性和电能质量受到越来越多的关注。分布式电源一般通过并网变换器接入配电网,以微电网形式运行,其接口特性对电力系统的安全稳定会产生重要影响。因此改进控制逆变器的接口单元在不断发展,在此基础上学者们提出了虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）控制技术。VSG控制在下垂特性基础上,引入虚拟惯量和阻尼来实现有功的惯量响应,使其性能与同步发电机更接近。本课题结合工业示范微电网建设中的虚拟同步控制储能系统稳定运行的参数选择、多储能控制单元并联稳定运行、多种应用集成控制中的问题开展了研究,全文主要工作如下:（1）对国内外微电网研究现状及其运行的控制方式进行了综述,并介绍了VSG的产生背景和发展趋势,对其在控制系统的稳定性研究现状和微电网中的应用进行了阐述。（2）构建了光储微电网的总体架构,对储能和光伏系统模型进行了详细的数学推导,在此基础上分析控制策略,并在Simulink平台中搭建仿真模型,验证了VSG的控制特性。（3）对单台VSG控制的储能系统并网运行进行了稳定性分析。提出一种VSG控制下并网变换器...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中可以看出，每个模块均用子模块表示，其中BESS表示储能系统，PV表示光伏系统，Load表示系统负荷，B_4表示PCC点处的开关，Grid表示
从图2.22中可以看出，每个模块均用子模块表示，其中BESS表示储能系统V 表示光伏系统，Load 表示系统负荷，B_4 表示 PCC 点处的开关，Grid 表电网。通过静态开关的开通与关断对系统进行分析，比如并离网切换，投切等等。通过观察示波器中的输出波形，进行分析与调试。储能系统子模块里路可见附录中的 1，光伏系统子模块里的电路可见附录中的 2 和 3。.4 VSG 控制特性仿真根据上述 VSG 控制的理论分析，在搭建的模型中对 VSG 的控制特性进行验证，分别体现不同虚拟惯量和阻尼下的有功功率输出特性、有功—频率的特性及无功—电压调节特性。.4.1 不同虚拟惯量和阻尼参数下的有功功率输出特性仿真条件：并网运行模式下，在 0.1s 时有功功率指令从 0 跳变至 40kW，s 时仿真完成。观察不同虚拟惯量和阻尼下的系统有功功率输出响应特性。仿真结果：
图2.25离网模式下VSG结果分析二：0.6s 时切除 10kW 负功率输出响应负荷，为 40kW，这为 V于下垂系数的影响，频率不能回到 50H次调频，使得系统频率恢复到 50Hz。故次调频和二次调频特性。上述仿真结果也验证了 2.1.4.1 节中2.4.3 无功—电压调节特性仿真条件一：并网运行模式下，环路无功功率指令 10kVar。在 0.5s 时加入无察无功—电压的调节特性。仿真结果一：
【参考文献】：
期刊论文
[1]虚拟同步发电机并网稳定性研究综述[J]. 王晓声,江浩,刘辉,宋鹏. 华北电力技术. 2017(09)
[2]应用于微电网的并网逆变器虚拟阻抗控制技术综述[J]. 袁敞,丛诗学,徐衍会. 电力系统保护与控制. 2017(09)
[3]国内外微电网标准制定现状及未来工作展望[J]. 吴印泽,钟韵,甘琳,王英瑞. 机电信息. 2017(09)
[4]基于自适应虚拟阻抗的交流微电网无功功率—电压控制策略[J]. 刘尧,林超,陈滔,李建标,陈子儒. 电力系统自动化. 2017(05)
[5]入网电压控制型逆变器预同步研究[J]. 赵晋斌,张帅涛,王金龙,屈克庆,李芬. 中国电机工程学报. 2017(11)
[6]考虑自适应虚拟阻抗的微电网分布式功率控制策略[J]. 郭倩,林燎源,武宏彦,白志红,马皓. 电力系统自动化. 2016(19)
[7]储能技术融合分布式可再生能源的现状及发展趋势[J]. 李建林,马会萌,惠东. 电工技术学报. 2016(14)
[8]基于虚拟功率的虚拟同步发电机预同步方法[J]. 魏亚龙,张辉,孙凯,宋琼,郭志强. 电力系统自动化. 2016(12)
[9]具有同步发电机特性的并联逆变器小信号稳定性分析[J]. 颜湘武,刘正男,张波,吕正,苏肖,徐恒波,任亚龙. 电网技术. 2016(03)
[10]国内微电网项目建设及发展趋势研究[J]. 张丹,王杰. 电网技术. 2016(02)
博士论文
[1]多能互补微电网中的虚拟同步发电机（VSG）控制研究[D]. 石荣亮.合肥工业大学 2017
[2]光伏阵列及并网逆变器关键技术研究[D]. 吴小进.北京交通大学 2012
[3]三相三电平光伏并网发电系统中若干关键技术的研究[D]. 杨滔.浙江大学 2012
[4]分布式光伏发电微电网供能系统研究[D]. 袁建华.山东大学 2011
[5]三相并网光伏发电系统的运行控制策略[D]. 刘飞.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]虚拟同步发电微源主导下的微电网运行与控制[D]. 顾浩瀚.上海交通大学 2017
[2]微电网中光伏发电控制技术的研究[D]. 田莎.西安理工大学 2010
本文编号：2984735
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中可以看出，每个模块均用子模块表示，其中BESS表示储能系统，PV表示光伏系统，Load表示系统负荷，B_4表示PCC点处的开关，Grid表示
从图2.22中可以看出，每个模块均用子模块表示，其中BESS表示储能系统V 表示光伏系统，Load 表示系统负荷，B_4 表示 PCC 点处的开关，Grid 表电网。通过静态开关的开通与关断对系统进行分析，比如并离网切换，投切等等。通过观察示波器中的输出波形，进行分析与调试。储能系统子模块里路可见附录中的 1，光伏系统子模块里的电路可见附录中的 2 和 3。.4 VSG 控制特性仿真根据上述 VSG 控制的理论分析，在搭建的模型中对 VSG 的控制特性进行验证，分别体现不同虚拟惯量和阻尼下的有功功率输出特性、有功—频率的特性及无功—电压调节特性。.4.1 不同虚拟惯量和阻尼参数下的有功功率输出特性仿真条件：并网运行模式下，在 0.1s 时有功功率指令从 0 跳变至 40kW，s 时仿真完成。观察不同虚拟惯量和阻尼下的系统有功功率输出响应特性。仿真结果：
图2.25离网模式下VSG结果分析二：0.6s 时切除 10kW 负功率输出响应负荷，为 40kW，这为 V于下垂系数的影响，频率不能回到 50H次调频，使得系统频率恢复到 50Hz。故次调频和二次调频特性。上述仿真结果也验证了 2.1.4.1 节中2.4.3 无功—电压调节特性仿真条件一：并网运行模式下，环路无功功率指令 10kVar。在 0.5s 时加入无察无功—电压的调节特性。仿真结果一：
【参考文献】：
期刊论文
[1]虚拟同步发电机并网稳定性研究综述[J]. 王晓声,江浩,刘辉,宋鹏. 华北电力技术. 2017(09)
[2]应用于微电网的并网逆变器虚拟阻抗控制技术综述[J]. 袁敞,丛诗学,徐衍会. 电力系统保护与控制. 2017(09)
[3]国内外微电网标准制定现状及未来工作展望[J]. 吴印泽,钟韵,甘琳,王英瑞. 机电信息. 2017(09)
[4]基于自适应虚拟阻抗的交流微电网无功功率—电压控制策略[J]. 刘尧,林超,陈滔,李建标,陈子儒. 电力系统自动化. 2017(05)
[5]入网电压控制型逆变器预同步研究[J]. 赵晋斌,张帅涛,王金龙,屈克庆,李芬. 中国电机工程学报. 2017(11)
[6]考虑自适应虚拟阻抗的微电网分布式功率控制策略[J]. 郭倩,林燎源,武宏彦,白志红,马皓. 电力系统自动化. 2016(19)
[7]储能技术融合分布式可再生能源的现状及发展趋势[J]. 李建林,马会萌,惠东. 电工技术学报. 2016(14)
[8]基于虚拟功率的虚拟同步发电机预同步方法[J]. 魏亚龙,张辉,孙凯,宋琼,郭志强. 电力系统自动化. 2016(12)
[9]具有同步发电机特性的并联逆变器小信号稳定性分析[J]. 颜湘武,刘正男,张波,吕正,苏肖,徐恒波,任亚龙. 电网技术. 2016(03)
[10]国内微电网项目建设及发展趋势研究[J]. 张丹,王杰. 电网技术. 2016(02)
博士论文
[1]多能互补微电网中的虚拟同步发电机（VSG）控制研究[D]. 石荣亮.合肥工业大学 2017
[2]光伏阵列及并网逆变器关键技术研究[D]. 吴小进.北京交通大学 2012
[3]三相三电平光伏并网发电系统中若干关键技术的研究[D]. 杨滔.浙江大学 2012
[4]分布式光伏发电微电网供能系统研究[D]. 袁建华.山东大学 2011
[5]三相并网光伏发电系统的运行控制策略[D]. 刘飞.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]虚拟同步发电微源主导下的微电网运行与控制[D]. 顾浩瀚.上海交通大学 2017
[2]微电网中光伏发电控制技术的研究[D]. 田莎.西安理工大学 2010
本文编号：2984735
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